杭州湾大桥设计说明.docx
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杭州湾大桥设计说明
说明
1.设计范围
本册图纸为杭州湾跨海大桥施工图第二卷《北航道桥》第一册《总体设计》，内容主要包括：
地质剖面、平面、桥型总体布置、主要构件一般构造、施工流程及主要工程材料数量。
交通工程、安全设施、桥梁景观、桥涵标及桥面系未包括在本册内。
2.设计依据
⑴《杭州湾大桥工程设计第一合同段合同书》（合同编号：
HT-SJ-2001-01）。
⑵杭州湾大桥初步设计文件及其补充文件。
⑶交通部交公路发[2003]313号文对杭州湾跨海大桥初步设计的批复。
⑷杭州湾大桥工程指挥部甬嘉桥指[2003]42号文。
⑸杭州湾跨海大桥有关专题研究成果。
3.设计规范
3.1设计遵守的主要规范
⑴《公路工程技术标准》（JTJ001-1997）。
⑵《公路工程抗震设计规范》（JTJ004—1989）。
⑶《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021—1989）。
⑷《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ023—1985）。
⑸《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024—1985）。
⑹《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025—1986）。
⑺《公路工程结构可靠度设计统一标准》（GB/T50283—1999）。
⑻《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041—2000）。
⑼《公路工程地质勘察规范》（JTJ064—1998）。
⑽《公路工程水文勘测设计规范》（JTG030—2002）。
3.2设计参考的主要规范
⑴《海港水文规范》（JTJ213—98）。
⑵《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTJ275—2000）。
⑶《桥梁用结构钢》（GB/T714—2000）。
⑷《低合金结构钢》（GB1591—94）。
⑸《港口工程混凝土设计规范》（JTJ267—98）。
⑹《港口工程桩基工程规范》（JTJ254—98）。
⑺《水运工程混凝土施工规范》（JTJ268—96）。
⑻《水运工程混凝土质量控制标准》（JTJ269—96）。
⑼《公路桥梁抗风设计指南》。
⑽日本本州四国联络桥《抗风设计基准及说明》（1976年参照标准）。
⑾《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2003报批稿）。
⑿《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）。
4.主要技术标准
根据交通部交公路发[2003]313号文对杭州湾跨海大桥的批复意见，主要技术指标如下：
⑴桥梁等级：
全线采用双向六车道高速公路标准建设。
⑵计算行车速度：
100km/h。
⑶桥面宽度：
33m（不含锚索区），见图1。
注：
图中单位为cm。
图1桥梁宽度
⑷设计荷载：
汽车—超20级，挂车—120。
⑸最大纵坡：
2.8%。
⑹桥面横坡：
2%。
⑺设计洪水频率：
1/300。
⑻结构设计基准期：
100年。
⑼抗风设计标准：
运营阶段设计重现期100年，V10（1/100）=39m/s；施工阶段设计重现期30年，V10（1/30）=34.8m/s。
⑽通航标准：
通航净高按设计最高通航水位5.19m（1985国家高程基准）起算，主通航孔按3.5万吨级海轮标准及建设深水港条件设计，主通航孔通航净宽325m，净高47m；边通航孔按1000吨级海轮标准设计，边通航孔通航净宽110m，净高28m。
⑾地震基本烈度为Ⅵ度。
⑿船舶撞击力
船舶撞击力表表1
通航孔
代表船
撞击速度（m/s）
船撞力（MN）
横桥向
顺桥向
主通航孔
5000t多用途船
4.0
30.0
15.0
边通航孔
1000t沿海货轮
4.0
9.4
4.7
其它指标均按交通部部颁《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）执行。
5水文、地质
5.1水文
⑴潮汐特征
杭州湾属强潮河口，潮汐类型为不规则半日浅海潮，并有明显的日潮不等现象。
北航道桥潮汐特征值可根据附近乍浦水文站长期验潮资料以及2000年9月和1999年5～6月桥区短期验潮资料进行分析，成果详见表2（潮位基准面采用1985国家高程基准）。
潮汐特征值表2
项目
乍浦
郑家埭
实测最高潮位（m）
5.54
4.90
4.10
4.94
发生日期
1997.8.19
实测最低潮位（m）
-4.01
-2.97
-2.96
-3.0
发生日期
1930.9.24
平均高潮位（m）
2.52
3.31
2.95
3.33
平均低潮位（m）
-2.12
-2.00
-2.19
-2.02
最大潮差（m）
7.57
7.44
6.98
7.4
发生日期
1962.8.2
最小潮差（m）
2.39
3.5
2.39
发生日期
平均潮差（m）
4.65
5.30
5.13
5.32
平均涨潮历时
5:
27
5:
22
5:
19
5:
23
平均落潮历时
6:
59
7:
01
7:
06
6:
59
⑵设计水位
设计年极值高水位表3
频率P（%）
0.33
1
2
5
10
20
50
重现期（a.）
300
100
50
20
10
5
2
潮位（m）
6.15
5.80
5.55
5.30
5.05
4.78
4.42
设计年极值低水位（m）表4
频率P（%）
99
98
重现期（a.）
100
50
潮位（m）
-3.58
-3.56
设计高、低水位表5
设计高水位（高潮累积频率10％）
3.54m
设计低水位（低潮累积频率90％）
-2.75m
⑶设计流速
桥位各水文测点涨、落潮垂线平均最大流速单位（m/s）表6
重现期
（年）
乍浦站潮差
（m）
垂线平均最大流速
垂线号
2001
2002
300
8.4
Vf
1.98
2.68
Ve
2.77
2.02
100
8.2
Vf
1.93
2.62
Ve
2.70
1.97
20
7.8
Vf
1.85
2.50
Ve
2.56
1.88
可能最大流速V
2.51
2.81
注：
Vf－涨潮流速，Ve－落潮流速
⑷设计波要素
设计波要素表7
重现期（a.）
方位
H1%（m）
H4%（m）
H13%（m）
（s）
300
NE
5.40
4.65
3.81
7.36
ENE
6.27
5.44
4.53
8.04
E
5.15
4.43
3.62
7.16
ESE
5.31
4.57
3.74
7.25
SE
5.12
4.41
3.60
7.15
100
NE
4.99
4.28
3.50
7.04
ENE
5.98
5.17
4.30
7.85
E
4.82
4.14
3.38
6.94
ESE
4.97
4.27
3.49
7.04
SE
4.77
4.09
3.34
6.83
20
NE
4.27
3.66
2.98
6.52
ENE
5.31
4.88
3.79
7.36
E
4.29
3.68
2.99
6.52
ESE
4.31
3.71
3.03
6.53
SE
4.27
3.65
2.97
6.51
注：
计算水位的重现期与波浪相同。
⑸桥墩冲刷计算
北航道桥过渡墩冲刷计算和试验成果表表8
桥墩类型
计算条件
冲刷前高程
（m）
一般冲刷
（m）
河床演变
（m）
局部冲刷
（m）
冲刷后高程
（m）
方法一：
公路工程水文勘测设计规范
B8（B13）
300年一遇风暴潮
-12.3
7
7.6
-26.9
方法二：
NHI桥墩冲刷评价手册（美国）
B8（B13）
300年一遇风暴潮
-12.3
0.9
7
8.4
-28.6
方法三：
桥墩冲刷模型试验（河口所）
B8（B13）
300年一遇风暴潮
-12.3
17.3
-29.6
北航道桥辅助墩冲刷计算和试验成果表表9
桥墩类型
计算条件
冲刷前高程
（m）
一般冲刷
（m）
河床演变
（m）
局部冲刷
（m）
冲刷后高程
（m）
方法一：
公路工程水文勘测设计规范
B9（B12）
300年一遇风暴潮
-12.3
7
8.3
-27.6
方法二：
NHI桥墩冲刷评价手册（美国）
B9（B12）
300年一遇风暴潮
-12.3
0.9
7
9.6
-29.8
方法三：
桥墩冲刷模型试验（河口所）
B9（B12）
300年一遇风暴潮
-12.3
19
-31.3
北航道桥索塔墩冲刷计算和试验成果表表10
桥墩类型
计算条件
冲刷前高程
（m）
一般冲刷
（m）
河床演变
（m）
局部冲刷
（m）
冲刷后高程
（m）
方法一：
公路工程水文勘测设计规范
B10（B11）
300年一遇风暴潮
-12.3
7
10.8
-30.1
方法二：
NHI桥墩冲刷评价手册（美国）
B10（B11）
300年一遇风暴潮
-12.3
0.9
7
14.9
-35.1
方法三：
桥墩冲刷模型试验（河口所）
B10（B11）
300年一遇风暴潮
-12.3
21.8
-34.1
注：
由于理论计算的冲刷值比试验值略小，设计值偏安全地以桥墩局部冲刷模型试验结果控制。
5.2工程地质
北航道桥工程区段为K52+069.000～K52+977.000。
桥位区段表层为亚砂土，厚度为1.3～6.6m。
其下由上至下分布土层如下：
②1层亚砂土：
饱和，软塑，厚度3.50～8.85m。
③层淤泥质亚粘土：
饱和，流塑，局部软塑，厚度1.60～11.50m。
④1层淤泥质粘土：
饱和，流塑，局部软塑，厚度3.40～9.40m。
④2层粘土：
饱和，软塑，厚度6.35m。
⑤1层粘性土：
以亚粘土为主，局部为粘土，饱和，软塑，土质较均匀，厚度0.80～10.10m。
⑤2层亚砂土：
饱和，软塑～硬塑，微具层理，厚度1.30～11.60m。
⑤3层亚粘土：
饱和，硬塑，厚度2.80～13.10m。
⑤3透层亚砂土、粉砂：
饱和，亚砂土软塑，粉砂中密，局部为亚粘土，厚度1.50～13.70m。
⑥层亚粘土：
饱和，硬塑，局部软塑，厚度2.60～6.15m。
⑦1层亚砂土：
饱和，硬塑或密实，厚度4.90～25.40m。
⑦1夹层亚粘土：
饱和，软塑，厚度5.10～12.50m。
⑧11层亚粘土：
饱和，软塑，局部硬塑，厚度3.20～6.10m。
⑧21层亚粘土、粘土：
饱和，软塑，厚度6.10～10.45m。
⑧22层粘土、亚粘土：
饱和，软塑，厚度2.40～15.80m。
⑧透层亚砂土、粉砂：
饱和，硬塑或密实，厚度1.60～7.90m。
⑨层中细砂：
饱和，密实，厚度4.00～15.95m。
⑩层粘性土：
饱和，硬塑，厚度5.20～16.40m。
⑩夹层粉细砂：
饱和，密实，厚度4.30～7.80m。
层粉细砂：
饱和，密实，厚度1.30～16.00m。
夹层亚粘土：
饱和，硬
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